Що таке біосфера? Головне, що відрізняє Землю від інших планет Сонячної системи, — це наявність життя. Біосфера (з грецьк. біос — життя, сфера — куля) — це область поширення життя на Землі, яка охоплює нижню частину атмосфери, гідросферу й верхню частину літосфери.

Одним з основоположників учення про біосферу був видатний український учений Володимир Вернадський. Він довів, що біосфера — це єдина й суцільна оболонка, яка зв’язана кругообігом речовин і енергії, подібно до того, як води гідросфери поєднані кругообігом води.

Межі біосфери. Поширення живих організмів визначає межі біосфери. Верхньою межею біосфери є нижня межа озонового шару атмосфери. Вона знаходиться на висоті 20-25 км. Нижня межа біосфери проходить у літосфері: на глибині 2-3 км в земній корі та на 1-2 км нижче від дна океану. Отже, складовими біосфери є нижня частина атмосфери, уся гідросфера та верхня частина літосфери. Основною енергією, що забезпечує життя організмів, є сонячне тепло. Найбільше живих організмів біосфери зосереджується біля поверхні суходолу й води. Саме тут найкращі умови для життя: найсприятливіша температура, достатня вологість повітря, потрібна кількість кисню, є речовини, необхідні для живлення організмів.

Складові біосфери. За визначенням В. Вернадського, до складу біосфери входять: сукупність організмів, органічно-мінеральні й органічні продукти, які створили, відмираючи, організми (каміння, вугілля, торф, гумус), і речовини, що утворилися в результаті взаємодії живих організмів і неживої природи (гази, що входять до складу атмосфери, осадові породи, вода). Протягом багатьох геологічних епох відбувалася безперервна взаємодія цих складових біосфери. Найважливішу роль у цьому процесі відіграли й відіграють організми.

Володимир Вернадський

Біосфера складається з окремих природних систем (ліс, водойми, степ, поле, сад тощо) і штучних систем. Біосфера є частиною неосфери, до якої входять ще й штучні системи (будівлі, машини, механізми).

Біологічний кругообіг речовин. Життєдіяльність організмів на Землі та єдність біосфери забезпечуються біологічним кругообігом речовин. Біологічний кругообіг речовин включає три процеси: процес створення рослинної продукції, процес перетворення її на тваринну продукцію й процес руйнування рослинної та тваринної продукції мікроорганізмами (мал. 130).

Кругообіг речовин починається з процесу фотосинтезу. Зелені рослини поглинають вуглекислий газ, воду, мінеральні речовини й, використовуючи сонячне світло, утворюють органічні речовини. Первинна продукція зелених рослин слугує їжею тваринам. Відходами життєдіяльності тварин, мертвою органічною масою харчуються бактерії та гриби, що в процесі своєї життєдіяльності розкладають органічні речовини до стану неорганічних. У результаті утворені неорганічні речовини повертаються в навколишнє середовище, де вони знову поглинаються зеленими рослинами в процесі їх росту й фунтового живлення.

Мал. 130. Біологічний кругообіг речовин

Різноманітність організмів на Землі. За оцінками вчених, на Землі існує майже 3,5 млн біологічних видів. На рослини припадає майже 412 тис. видів, інша частина — тварини та мікроорганізми.

Навіть у наш час учені щороку відкривають сотні нових видів живих організмів. Наприклад, відомо майже 70 тис. видів грибів, але фахівці вважають, що насправді їх не менше мільйона.

Живі організми біосфери становлять чотири царства живої природи: рослини, тварини, гриби, бактерії. Бактерії складаються всього з однієї клітини. Це перші організми, що з’явилися на нашій планеті. Спори бактерій виявили в стратосфері, а бактерії у бурильних свердловинах на глибині 3 км. Деякі з них спроможні існувати в умовах, здавалося б, зовсім не придатних для життя: у гарячих джерелах, льодовиках, на дні океану, при високому радіаційному фоні.

Усі живі організми тісно взаємопов’язані.

Поширення організмів на Землі. Найбільше організмів живе біля земної поверхні. Це — поверхня суходолу й повітря над нею, ґрунти, поверхневі води Світового океану та його дно на невеликих глибинах, куди проникає сонячне світло.

Умови існування організмів залежать від чинників неживої природи — температури, вологості, світлового режиму.

Найменше тепла поблизу географічних полюсів, в арктичних і антарктичних пустелях. Рослинність і тваринний світ цих територій Землі дуже бідні. Рослинність — це сукупність усіх рослинних угруповань на певній ділянці земної кулі (у певній місцевості чи регіоні або на планеті в цілому). Тваринний світ — це сукупність різних угруповань тварин у певній місцевості. У міру просування до екватора число видів рослин і тварин поступово зростає.

У районі екватора поширені вологі тропічні й екваторіальні ліси. Умови вологого й жаркого клімату сприятливі для багатоярусних лісів. У них переважають вічнозелені дерева, що цвітуть і плодоносять протягом усього року.

На північ і на південь від екватора кількість опадів зменшується, тому деревна рослинність зникає, з’являються трави. Поширені також акації, пальми, баобаби (мал. 131). У районах, де мало опадів, знаходяться напівпустелі та пустелі. Високі температури вдень, низькі вночі, незначна кількість вологи — прийнятні лише для певних видів рослин і тварин.

Мал. 131. Баобаб

Рослини в цих районах пристосувалися до безводних умов життя: у них замість листків колючки або довге коріння, що може діставати вологу з великих глибин.

У степах переважає тепле й сухе літо, холодна зима. Тут поширена трав’яниста рослинність. Серед тварин переважають гризуни.

У помірних широтах поширені лісостепи й широколисті ліси. Дерева скидають листя в холодну пору року. Підлісок складається з чагарників. Ростуть трави. У північних районах (50-60° пн. ш.) панують хвойні ліси, що утворюють природну зону тайги. Трав у цих лісах мало.

Біля полярного кола сформувалася безліса природна зона — тундра. Тут переважають мохи, лишайники, карликові дерева, кущі та ягоди.

ПОВТОРИМО ГОЛОВНЕ

• Біосфера — це оболонка Землі, населена організмами, оболонка життя.
• Складовими частинами біосфери є нижня частина атмосфери, уся гідросфера й верхня частина літосфери.
• Живі організми на Землі тісно пов’язані між собою та з навколишнім природним середовищем.
• Поширення живих організмів на Землі має певні закономірності. Найбагатший рослинний і тваринний світ — у приекваторіальних широтах, найбідніший — за полярним колом.

Ключові терміни та імена

В. Вернадський, біосфера, біологічний кругообіг речовин, фотосинтез.

Запитання та завдання

• 1. Що таке біосфера ? Назвіть складові частини біосфери.
• 2. Хто з учених є основоположником учення про біосферу?
• 3. Чим відрізняється біосфера від інших оболонок Землі?
• 4. Які живі організми найбільш різноманітні за видовим складом?
• 5. Де розташована верхня та нижня межі біосфери?

Назвіть природні зони Африки (з півночі на південь) за картою природних зон атласу. Чому природні зони на материку Африка повторюються?

Підготуйте повідомлення (презентацію, виступ) про появу перших живих організмів на Землі, використовуючи різноманітні джерела інформації.

СКАРБНИЧКА ДОСЛІДНИКА

Як припускають учені, уже 4 млрд років тому на нашій планеті існували найпростіші форми життя.

Життя зародилося й тривалий час розвивалося тільки у водному середовищі, де умови більш стійкі та стабільні. Органічний світ суходолу значно молодший. Умови на суходолі контрастніші від морських, а вплив середовища значно більший, тому види рослин і тварин тут змінюються швидше.

Формування природи в її сучасному вигляді почалося понад 100 млн років тому. Це підтверджують знайдені відбитки давніх рослин. Малюнки листя теперішніх рослин і відбитки листя на камені їх далеких предків переконливо свідчать про їх подібність.